(57)【要約】【課題】拍出動作が速いときであっても、左心血液ポンプの拍出量が右心血液ポンプの拍出量よりも多くなるように、左心血液ポンプと右心血液ポンプとの間において拍出量の流量差を生じさせるのに有利な人工心臓装置を提供する。【解決手段】人工心臓装置は、血液の拍出及び吸引を行う左心血液ポンプ１０と、血液の拍出及び吸引を行う右心血液ポンプ２０と、左心血液ポンプ１０と右心血液ポンプ２０との間に設けられたポンプ要素３０と、流体を収容可能な中間チャンバ４０とを具備する。ポンプ要素３０は、左心血液ポンプ１０と右心血液ポンプ２０との間において流体を移動させる第１ポンプ要素３４と、左心血液ポンプ１０と中間チャンバ４０との間において流体を移動させる第２ポンプ要素３５とを備えている。【選択図】図１
2005095284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拍出及び吸引を行う左心血液ポンプと、
拍出及び吸引を行う右心血液ポンプと、
前記左心血液ポンプと前記右心血液ポンプとの間に設けられ、一方向へ流体を供給することにより前記右心血液ポンプを拍出させ、他方向へ流体を供給することにより前記左心血液ポンプを拍出させるポンプ要素と、
流体を出し入れ可能に収容する中間チャンバとを具備しており、
前記ポンプ要素は、前記左心血液ポンプと前記右心血液ポンプとの間において流体を移動させる第１ポンプ要素と、前記左心血液ポンプと前記中間チャンバとの間において流体を移動させる第２ポンプ要素とを備えていることを特徴とする人工心臓装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ポンプ要素は、前記第１ポンプ要素及び前記第２ポンプ要素の他に、ポンプ室と、前記ポンプ室と前記左心血液ポンプとを連通する第１ポートと、前記ポンプ室と前記右心血液ポンプとを連通する第２ポートと、前記ポンプ室と前記中間チャンバとを連通する第３ポートとを備えていることを特徴とする人工心臓装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記ポンプ要素は、前記第１ポンプ要素及び前記第２ポンプ要素を有する共通の可動体を備えていることを特徴とする人工心臓装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記ポンプ要素は、前記第１ポンプ要素及び前記第２ポンプ要素を同軸的に有する共通の可動体を備えており、前記可動体は円盤状をなしており、前記第１ポンプ要素及び前記第２ポンプ要素は円盤状の前記可動体に周方向に沿って溝を形成することにより形成されていることを特徴とする人工心臓装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４において、前記第１ポンプ要素は前記共通の可動体において前記第２ポンプ要素よりも外側に設けられており、前記第２ポンプ要素は前記共通の可動体において前記第１ポンプ要素よりも内側に設けられていることを特徴とする人工心臓装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項において、前記ポンプ要素は、前記第１ポンプ要素及び前記第２ポンプ要素に共通すると共に前記第１ポンプ要素及び前記第２ポンプ要素を連動させる共通の駆動源を備えていることを特徴とする人工心臓装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のうちのいずれか一項において、前記中間チャンバは、前記中空室と、前記中空室を第１中間チャンバ室及び第２中間チャンバ室に仕切るダイヤフラムとを有すると共に、前記第１中間チャンバ室及び前記第２中間チャンバ室のうちの一方は、蓄圧容器または大気に連通し、前記第１中間チャンバ室及び前記第２中間チャンバ室のうちの他方は前記ポンプ要素に連通すると共に流体を出し入れ可能に収容する構成であることを特徴とする人工心臓装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のうちのいずれか一項において、前記左心血液ポンプ及び前記右心血液ポンプのうちの一方または双方は、中空室と、前記中空室を前記第１室及び前記第２室に仕切るダイヤフラムとを有すると共に、前記第１室及び前記第２室のうちの一方は血液を出し入れ可能に収容し、前記第１室及び前記第２室のうちの他方は前記ポンプ室に連通すると共に流体を出し入れ可能に収容する構成であることを特徴とする人工心臓装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のうちのいずれか一項において、前記中間チャンバは、前記右心血液ポンプを介することなく、前記ポンプ要素を介して前記左心血液ポンプに連通するように、前記右心血液ポンプに対して独立して設けられていることを特徴とする人工心臓装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体に埋設されたり手術室で使用されたりする人工心臓装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体の自然心臓の血液拍出量は左心と右心で異なり、左心の方が右心よりも多くの血液流量を拍出する。また、特許文献１に示す人工心臓は、図７に示すように、ひとつの油圧ポンプ３２０Ｘを使い、油圧ポンプ３２０Ｘの一方のポート３３０Ｘに左心血液ポンプ１００Ｘを接続すると共に、油圧ポンプ３２０Ｘの他方のポート３１０Ｘに右心血液ポンプ２００Ｘを接続する構造とされている。油圧ポンプ３２０Ｘによるオイルをポート３３０Ｘから吐出させたり、一方のポート３１０から吐出させたりすることによって、左心血液ポンプ１００Ｘ，右心血液ポンプ２００Ｘを交互に拍出（または吸引）させることにしている。
【０００３】
この方式において、人工心臓装置が左心血液ポンプ１００Ｘ、右心血液ポンプ２００Ｘ、油圧ポンプ３２０Ｘのみで構成されていると考えた場合には、左心血液ポンプ１００Ｘのダイヤフラム１７０Ｘと右心血液ポンプ２００Ｘのダイヤフラム２７０Ｘとは、同じ量だけ変形して移動することになる。つまり、左心血液ポンプ１００Ｘ，右心血液ポンプ２００Ｘはほぼ同量の血液を拍出することになる。しかしこれは自然心臓における左心と右心との流量バランスの形態とは異なることになり、肺循環に血液が溜まるなどの不具合が生じるおそれがあり、好ましくない。
【０００４】
そこで、このような不具合を解決するため、特許文献１に示す従来技術によれば、図７に示すように、アンバランス補正チャンバ２８０Ｘをもつ左心房カフ１８０Ｘを設け、アンバランス補正チャンバ２８０Ｘと右心血液ポンプ２００Ｘのオイルチャンバ２６０Ｘとを連通路３００Ｘで接続する構造を採用している。この場合、右心血液ポンプ２００Ｘと左心房カフ１８０Ｘとの間の差圧を利用し、右心血液ポンプ２００Ｘを拍出させるときには、左心血液ポンプ１００Ｘから右心血液ポンプ２００Ｘに流れ込むオイルの一部を、連通路３００Ｘを介して矢印ＳＡ方向にアンバランス補正チャンバ２８０Ｘに向けて逃がすことにしている。また、右心血液ポンプ２００Ｘを吸引させるときには、右心血液ポンプ２００Ｘからのオイルと共に、アンバランス補正チャンバ２８０Ｘに逃がしたオイルも一緒にポート３１０Ｘ，３３０Ｘを介して左心血液ポンプ１００Ｘに送ることにしている。
【０００５】
このような動作を繰り返すことによって、左心血液ポンプ１００Ｘのダイヤフラム１７０Ｘの移動量を右心血液ポンプ２００Ｘのダイヤフラム２７０Ｘの移動量よりも大きくし、これにより左心血液ポンプ１００Ｘの方が右心血液ポンプ２００Ｘよりも多くの血液流量を拍出させることにしている。
【特許文献１】米国特許４，８８８，０１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した技術によれば、左心房カフ１８０Ｘと右心血液ポンプ２００Ｘとの間における圧力差が小さい（例えば１０ｍｍＨｇ程度）。このためアンバランス補正チャンバ２８０Ｘと右心血液ポンプ２００Ｘのオイルチャンバ２６０Ｘとの間を移動するオイルの量は、少ないと考えられる。このため、アンバランス補正チャンバ２８０Ｘに逃がすことのできるオイル量は少なく、左心血液ポンプ１００Ｘの血液の拍出量と右心血液ポンプ２００Ｘの血液の拍出量との差が小さいと考えられ、応答性が必ずしも充分ではない。
【０００７】
特に、左心血液ポンプ１００Ｘ及び右心血液ポンプ２００Ｘが単位時間当たり高い拍動数で駆動する場合のように拍出動作が速いときには、一拍当りの時間が短いため、アンバランス補正チャンバ２８０Ｘに逃がすことのできるオイル量は非常に少なくなる。従って、左右の血液ポンプ１００Ｘ，２００Ｘとの間において血液の拍出量の差が実質的に生じなくなることも考えられる。このように拍出動作が速いときには人工心臓装置の応答性が必ずしも充分ではない。
【０００８】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、拍出動作が遅いときは勿論のこと、拍出動作が速いときであっても、左心血液ポンプの拍出量が右心血液ポンプの拍出量よりも多くなるように、左心血液ポンプと右心血液ポンプとの間において拍出量の流量差を生じさせるのに有利な人工心臓装置を提供することを課題とするにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
様相１に係る人工心臓装置は、拍出及び吸引を行う左心血液ポンプと、拍出及び吸引を行う右心血液ポンプと、左心血液ポンプと右心血液ポンプとの間に設けられ、一方向へ流体を供給することにより右心血液ポンプを拍出させ、他方向へ流体を供給することにより左心血液ポンプを拍出させるポンプ要素と、流体を出し入れ可能に収容する中間チャンバとを具備しており、
ポンプ要素は、左心血液ポンプと右心血液ポンプとの間において流体を移動させる第１ポンプ要素と、左心血液ポンプと中間チャンバとの間において流体を移動させる第２ポンプ要素とを備えていることを特徴とする
拍出とは、左心血液ポンプまたは右心血液ポンプから生体側に血液を送り出すことをいう。吸引とは、左心血液ポンプまたは右心血液ポンプから生体側の血液を吸引することをいう。本明細書でいう血液は、自然血液の他に、人工血液、または、人工血液に相当し得る液状物を含む意味である。
【００１０】
様相１に係る人工心臓装置によれば、右心血液ポンプを拍出させて右心血液ポンプから血液を生体側に送り出すときには、第１ポンプ要素は左心血液ポンプの流体を右心血液ポンプに供給すると共に、第２ポンプ要素は左心血液ポンプの流体を中間チャンバに供給する。これにより左心血液ポンプから右心血液ポンプ側に吐出される流体の流量ＶＬよりも、右心血液ポンプが受け取る流体の流量ＶＲを減少させることができる（ＶＬ＞ＶＲ）。
【００１１】
これに対して左心血液ポンプを拍出させて左心血液ポンプから血液を生体側に送り出すときには、第１ポンプ要素は右心血液ポンプの流体を左心血液ポンプに供給すると共に、第２ポンプ要素は中間チャンバの流体を左心血液ポンプに供給する。これにより右心血液ポンプから左心血液ポンプに向けて吐出される流体の流量ＶＲ’よりも、右心血液ポンプ及び中間チャンバから左心血液ポンプが受け取る流体の流量ＶＬ’を増加させることができる（ＶＬ’＞ＶＲ’）。この結果、左心が右心よりも多くの血液流量を拍出させる自然心臓のように、左心血液ポンプの拍出量が右心血液ポンプの拍出量よりも多くなるように、左心血液ポンプと右心血液ポンプとで流量差をつけることができる。
【００１２】
更に、第２ポンプ要素により左心血液ポンプの流体を強制的に中間チャンバに逃がすことができる。また、第２ポンプ要素により中間チャンバの流体を強制的に左心血液ポンプに戻すことができる。これにより中間チャンバに対して流体を出し入れする速度を早めることができ、応答性を高めることができる。よって、単位時間当たり拍出回数が高いとき、つまり、拍出動作が速いときであっても、人工心臓装置は良好に対応することができる。
【００１３】
右心血液ポンプ及び左心血液ポンプは、右心血液ポンプと左心血液ポンプとの間において流体の出し入れを行うことにより、生体に対して血液（人工血液も含む）の拍出及び吸引を行う機能を有するものであればよく、ポンプ構造、サイズ等は限定されない。従って、本発明に係る人工心臓装置は、生体に埋設されるタイプでも良いし、手術室に設置されて使用されるタイプでも良いし、搬送式のタイプでも良い。
【００１４】
右心血液ポンプ及び左心血液ポンプは、中空室と、中空室を第１室及び第２室に仕切るダイヤフラムとを有する構成を例示することができる。第１室及び第２室のうちの一方に血液を出し入れ可能に収容し、第１室及び第２室のうちの他方に流体を出し入れ可能に収容する構成を例示することができる。
【００１５】
第１ポンプ要素は、左心血液ポンプと右心血液ポンプとの間において流体を移動させる機能をもつものである。第２ポンプ要素は、左心血液ポンプと中間チャンバとの間において流体を移動させる機能を有するものである。第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素は上記した機能を有する限り、ポンプ構造、サイズ等は特に限定されない。この場合、第１ポンプ要素で移動する流体が中間チャンバに流入しても良い。また第２ポンプ要素で移動する流体が左心血液ポンプ及び右心血液ポンプに流入しても良い。
【００１６】
左心血液ポンプ、右心血液ポンプ、中間チャンバ間において移動する流体としては、流動性を有するものであれば良く、シリコーンオイル等のオイル類、溶液類等を例示することができる。
【００１７】
様相２に係る人工心臓装置は、様相１の特徴の他に、ポンプ要素は、第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素の他に、ポンプ室と、ポンプ室と左心血液ポンプとを連通する第１ポートと、ポンプ室と右心血液ポンプとを連通する第２ポートと、ポンプ室と中間チャンバとを連通する第３ポートとを備えていることを特徴とする。この場合、右心血液ポンプを拍出させて右心血液ポンプから血液を送り出すときには、第１ポンプ要素の作動により左心血液ポンプの流体を第１ポート、ポンプ室、第２ポート、右心血液ポンプの順に移動させることができる。更に、第２ポンプ要素の作動により左心血液ポンプの流体を第１ポート、ポンプ室、第３ポート、中間チャンバの順に移動させることができる。これにより上記したＶＬ＞ＶＲの関係を確保できる。
【００１８】
また、左心血液ポンプを拍出させて左心血液ポンプから血液を送り出すときには、第１ポンプ要素の作動により右心血液ポンプの流体を第２ポート、ポンプ室、第１ポート、左心血液ポンプの順に移動させることができる。更に、第２ポンプ要素の作動により中間チャンバの流体を第３ポート、ポンプ室、第１ポート、左心血液ポンプの順に移動させることができる。これにより上記したＶＬ’＞ＶＲ’の関係を確保できる。
【００１９】
様相３に係る人工心臓装置によれば、様相１の特徴の他に、ポンプ要素は、第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素を有する共通の可動体を備えていることを特徴とする。この場合、第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素の可動量（回転数等）を同一にできるため、第１ポンプ要素による流体移動量を増加させれば、第２ポンプ要素による流体移動量も自動的に増加する。同様に、第１ポンプ要素による流体移動量を減少させれば、第２ポンプ要素による流体移動量も自動的に減少する。このため第１ポンプ要素による流体移動量と第２ポンプ要素による流体移動量との流量比率が過剰に変動することを抑えることができる。故に、左心が右心よりも多くの血液流量を拍出させる自然心臓のように、ポンプ要素の駆動条件にかかわらず、左心血液ポンプの拍出量が右心血液ポンプの拍出量よりも多くなるように、左心血液ポンプと右心血液ポンプとで流量差をつけることができる。更に共通の可動体を可動させれば、第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素が連動して可動するため、第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素を駆動させる駆動源も共通化することができる。
【００２０】
様相４に係る人工心臓装置によれば、様相１の特徴の他に、ポンプ要素は、第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素を同軸的に有する共通の可動体を備えており、可動体は円盤状をなしており、第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素は円盤状の可動体に周方向に沿って溝を形成することにより形成されていることを特徴とする。
この場合、第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素の薄型化を図り得、小型化に有利である。
【００２１】
様相５に係る人工心臓装置によれば、様相１の特徴の他に、第１ポンプ要素は共通の可動体において第２ポンプ要素よりも外側に設けられており、第２ポンプ要素は共通の可動体において第１ポンプ要素よりも内側に設けられていることを特徴とする。この場合、径方向距離については、第１ポンプ要素は第２ポンプ要素よりも多くなるため、右心血液ポンプに繋がる第１ポンプ要素による流体移動量を、中間チャンバに繋がる第２ポンプ要素による流体移動量よりも多くすることができる。このため右心血液ポンプの拍出量を確保することができ、右心血液ポンプの拍出により右心血液ポンプから血液を送り出す必要量を確保するのに有利となる。
【００２２】
様相６に係る人工心臓装置によれば、様相１の特徴の他に、ポンプ要素は、第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素に共通すると共に第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素を連動させる共通の駆動源を備えていることを特徴とする。このように第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素は共通の駆動源により可動されるため、小型化に貢献できる。更に、第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素の単位時間当たりの可動量（回転数等）を同一にすることが可能である。このため、駆動源の可動量（回転数等）を増加させれば、第１ポンプ要素による流体移動量が増加すると共に、第２ポンプ要素による流体移動量が自動的に増加する。同様に、駆動源の可動量（回転数等）を減少させれば、第１ポンプ要素による流体移動量が減少すると共に、第２ポンプ要素による流体移動量が自動的に減少する。このため第１ポンプ要素による流体移動量と第２ポンプ要素による流体移動量との流量比率が過剰に変動することを抑えることができる。故に、左心が右心よりも多くの血液流量を拍出させる自然心臓のように、ポンプ要素の駆動条件にかかわらず、左心血液ポンプの拍出量が右心血液ポンプの拍出量よりも多くなるように、左心血液ポンプと右心血液ポンプとの流量差を作り出すことができる。
【００２３】
様相７に係る人工心臓装置によれば、様相１の特徴の他に、中間チャンバは、中空室と、中空室を第１中間チャンバ室及び第２中間チャンバ室に仕切るダイヤフラムとを有すると共に、第１中間チャンバ室及び第２中間チャンバ室のうちの一方は、蓄圧容器または大気に連通し、第１中間チャンバ室及び第２中間チャンバ室のうちの他方はポンプ要素に連通すると共に流体を出し入れ可能に収容する構成であることを特徴とする。第２ポンプ要素により送り出された流体を、中間チャンバのダイヤフラムの変形に伴い中間チャンバ内に収容することができる。蓄圧容器に設ければ、蓄圧容器の蓄圧作用により、中間チャンバ内の流体をポンプ室側に戻す操作が容易となる。また大気に連通されれば、上記したように蓄圧容器を設けずとも良く、小型化に有利となる。
【００２４】
様相８に係る人工心臓装置によれば、左心血液ポンプ及び右心血液ポンプのうちの一方または双方は、中空室と、中空室を第１室及び第２室に仕切るダイヤフラムとを有すると共に、第１室及び第２室のうちの一方は血液を出し入れ可能に収容し、第１室及び第２室のうちの他方はポンプ室に連通すると共に流体を出し入れ可能に収容する構成であることを特徴とする。
【００２５】
様相９に係る人工心臓装置によれば、中間チャンバは、右心血液ポンプを介することなく左心血液ポンプに連通するように、右心血液ポンプに対して独立して設けられていることを特徴とする。従って、中間チャンバは、右心血液ポンプを介することなく、ポンプ要素を介して左心血液ポンプに繋がっている。この場合、第２ポンプ要素により送り出された流体は、右心血液ポンプを介することなく、直接的に中間チャンバに供給される。また中間チャンバの流体が逆に流れるときには、その流体は、右心血液ポンプを介することなく、左心血液ポンプ側に供給される。このため中間チャンバに供給される流体は、右心血液ポンプの影響を受けることが抑制される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、第２ポンプ要素により中間チャンバに対して流体を強制的に出し入れできるため、中間チャンバに対する流体の出し入れを速くすることができる。よって、拍出動作が遅いときは勿論のこと、拍出動作が速いときであっても、左心血液ポンプの拍出量が右心血液ポンプの拍出量よりも多くなるように、左心血液ポンプと右心血液ポンプとの間において、拍出量の流量差を生じさせるのに有利な人工心臓装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
【実施形態１】
【００２８】
本発明の代表的な実施形態の概念を図１〜図３を参照して説明する。図１は右心血液ポンプ２０から血液を生体側に拍出する状態を示す。図２は左心血液ポンプ１０から血液を生体側に拍出する状態を示す。図１，図２において複雑化を避けるため、ハッチングを省略している。本実施形態に係る人工心臓装置は生体に埋設されるものである。
【００２９】
この人工心臓装置は、図１，図２に示すように、血液の拍出及び吸引を行う左心血液ポンプ１０と、血液の拍出及び血液の吸引を行う右心血液ポンプ２０と、左心血液ポンプ１０と右心血液ポンプ２０との間に設けられたポンプ要素３０と、流体であるオイル（液体）を収容可能な中間チャンバ４０とを備えている。
【００３０】
左心血液ポンプ１０は、殻体１０ａの左心用中空室１０ｃに架設された可撓性をもつ左心用ダイヤフラム１１を有する。ダイヤフラム１１によって左心用中空室１０ｃは、第１室である血液チャンバ１３と第２室であるオイルチャンバ１２とに仕切られている。血液チャンバ１３は、生体の左心房に繋がる左心房ポート１７と、生体の大動脈に繋がる大動脈ポート１８とを有し、血液を出し入れ可能に収容する。オイルチャンバ１２は、ポート１９ｍ、左心用連通路１９、第１ポート５２を介してポンプ要素３０のポンプ室５１に連通すると共に、流体であるオイル（液体）を出し入れ可能に収容する。左心房ポート１７は開閉可能な圧力応答式の逆止弁１４をもつ。大動脈ポート１８は開閉可能な圧力応答式の逆止弁１５をもつ。
【００３１】
図１に示すように、右心血液ポンプ２０は、殻体２０ａの右心用中空室２０ｃに架設された可撓性をもつ右心用ダイヤフラム２１を有する。ダイヤフラム２１によって右心用中空室２０ｃは、第１室である右心用血液チャンバ２３と第２室である右心用オイルチャンバ２２とに仕切られている。右心用血液チャンバ２３は、生体の右心房に繋がる右心房ポート２７と、生体の肺動脈に繋がる肺動脈ポート２８とを有し、血液を出し入れ可能に収容する。右心房ポート２７は開閉可能な圧力応答式の逆止弁２４を有する。肺動脈ポート２８は開閉可能な圧力応答式の逆止弁２５を有する。右心用オイルチャンバ２２は、ポート２９ｍ及び右心用連通路２９を介してポンプ要素３０のポンプ室５１に連通すると共に、流体であるオイルを出し入れ可能に収容する。
【００３２】
図１に示すように、中間チャンバ４０は、殻体４０ａの中空室４０ｃに架設された可撓性をもつダイヤフラム４１を有する。ダイヤフラム４１によって中空室４０ｃは第１中間チャンバ室４２及び第２中間チャンバ室４３に仕切られている。第２中間チャンバ室４３は、気体を密閉した蓄圧機能をもつ蓄圧室４５ｍをもつ蓄圧容器４５（蓄圧要素）に連通する。蓄圧室４５ｍの容積は中間チャンバ４０の中空室４０ｃよりも大きく設定されている。蓄圧室４５ｍの圧力変動を抑えるためである。第１中間チャンバ室４２は、ポート４９ｍ及び中間連通路４９を介してポンプ要素３０のポンプ室５１に連通すると共に、流体であるオイルを収容する。蓄圧室４５ｍ及び第２中間チャンバ室４３には、空気等の気体が密閉されている。なお、中間チャンバ４０は左心血液ポンプ１０と右心血液ポンプ２０との間に設けられているが、これに限定されるものではない。
【００３３】
図１に示すように、ポンプ要素３０は、左心血液ポンプ１０と右心血液ポンプ２０との間に設けられた第１ポンプ要素３４と、左心血液ポンプ１０と中間チャンバ４０との間に設けられた第２ポンプ要素３５とを有する。第１ポンプ要素３４は、左心血液ポンプ１０と右心血液ポンプ２０との間においてオイルを移動させる機能を有する。第２ポンプ要素３５は、左心血液ポンプ１０と中間チャンバ４０との間においてオイルを移動させる機能を有する。
【００３４】
第１ポンプ要素３４は、可動体としての薄肉の円盤形状をなす回転体３３の径外側において、複数の羽根溝３４ｍを周方向に沿って並設することにより設けられている。第２ポンプ要素３５は、円盤形状の回転体３３の径内側において、複数の羽根溝３５ｍを周方向に沿って並設することにより設けられている。流量を確保すべく、羽根溝３４ｍの個数は、羽根溝３５ｍの個数よりも多く設定されている。羽根溝３４ｍと羽根溝３５ｍとの間には、溝が形成されておらず両者の独立性を高める溝未形成領域３３ｘがリング状に存在する。故に第２ポンプ要素３５は第１ポンプ要素３４に対する独立性が高い。
【００３５】
上記したように第１ポンプ要素３４及び第２ポンプ要素３５は、共通の回転体３３に形成されている。故に、第１ポンプ要素３４及び第２ポンプ要素３５は、同一の回転速度で、しかも同一方向に、同時刻で連動することになる。
【００３６】
図１に示すように、上記したポンプ要素３０は、第１ポンプ要素３４及び第２ポンプ要素３５を収容するポンプ室５１をもつハウジング５０と、ポンプ室５１と左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２とを左心用連通路１９を介して連通する第１ポート５２と、ポンプ室５１と右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２とを右心用連通路２９を介して連通する第２ポート５３と、ポンプ室５１と中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２とを中間連通路４９を介して連通する第３ポート５４とを備えている。
【００３７】
図３はポンプ要素３０付近の断面図を示す。図３に示すように、径外側に設けられている羽根溝３４ｍは、回転体３３の表面３３ｓ及び裏面３３ｆの双方に形成されている。径内側に設けられている羽根溝３５ｍは、回転体３３の表面３３ｓに形成されているが、裏面３３ｆには形成されていない。図３に示すように、ポンプ室５１は、羽根溝３４ｍに対面する第１通路５１ｆをもつ。ポンプ室５１は、羽根溝３５ｍに対面する第２通路５１ｓをもつ。回転体３３の中央域は駆動モータ５６（駆動源）に連結されており、駆動モータ５６により回転されるように設定されている。駆動モータ５６は固定子５６ａと回転子５６ｂとを有する。駆動モータ５６と回転体３３との間にはカバー５７が設けられている。カバー５７は回転体３３の回転を円滑にする。
【００３８】
図１に示すように、右心血液ポンプ２０のダイヤフラム２１を血液拍出方向（矢印ＹＲ方向）に拍出させて、右心血液ポンプ２０の肺動脈ポート２８から血液を生体の肺動脈に送り出すときについて説明を加える。この場合、駆動モータ５６により回転体３３が図１において一方向（矢印Ｘ１方向）に回転する。これにより第１ポンプ要素３４は一方向（矢印Ｘ１方向）に回転する。この結果、左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２のオイルを、図１に示す矢印Ｐ１方向に向けて、即ち、ポート１９ｍ，左心用連通路１９，第１ポート５２、ポンプ室５１、第２ポート５３、右心用連通路２９を介して、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２に流す。また第２ポンプ要素３５は第１ポンプ要素３４と同様に一方向（矢印Ｘ１方向）に回転する。この結果、左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２から移動させてオイルを、第３ポート５４、中間連通路４９、ポート４９ｍを介して中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２へ流す。
【００３９】
この結果、左心血液ポンプ１０においては、図１に示すように、ダイヤフラム１１は吸引方向（矢印ＸＬ方向）に変形し、左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２の容積を小さくすると共に、血液チャンバ１３の容積を増大させる。この場合、血液チャンバ１３の容積の増大により、左心房ポート１７の逆止弁１４は開放し、生体の左心房から左心房ポート１７を介して左心血液ポンプ１０の血液チャンバ１３へ血液が流れ込む。大動脈ポート１８の逆止弁１５は、閉鎖した状態に維持される。このとき左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２の圧力は基本的には左心房圧とほぼ同じである。
【００４０】
また右心血液ポンプ２０においては、図１に示すように、オイルが矢印Ｐ１方向に流れ込むため、ダイヤフラム２１は血液拍出方向（矢印ＹＲ方向）に変形し、オイルチャンバ２２の容積を大きくすると共に血液チャンバ２３の容積を小さくする。これにより肺動脈ポート２８の逆止弁２５は開放し、右心血液ポンプ２０の血液チャンバ２３から肺動脈ポート２８を介して生体の肺動脈へ血液が流れ出す。右心房ポート２７の逆止弁２４は、閉鎖した状態に維持される。このとき右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２の圧力は基本的には肺動脈圧とほぼ同じである。
【００４１】
また、第１ポンプ要素３４と共に第２ポンプ要素３５も同方向に連動するため、第２ポンプ要素３５は、左心血液ポンプ１０のオイルをポンプ室５１、第３ポート５４、中間連通路４９、ポート４９ｍを介して、図１に示す矢印Ｐ３方向に向けて中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２に供給する。これにより左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２から吐出されるオイルは、右心血液ポンプ１０と中間チャンバ４０との双方に分配される。この結果、左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２から右心血液ポンプ２０側に吐出されるオイルの流量ＶＬよりも、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２が受け取るオイルの流量ＶＲを減少させることができる（ＶＬ＞ＶＲ）。
【００４２】
次に、図２に示すように、左心血液ポンプ１０のダイヤフラム１１を血液拍出方向（矢印ＹＬ方向）に拍出させて、左心血液ポンプ１０から血液を大動脈ポート１８を介して生体の大動脈に送り出すときについて説明を加える。この場合、図略の制御装置により駆動モータ５６が逆転し、回転体３３が図２において他方向（矢印Ｘ２方向）に回転する。これにより第１ポンプ要素３４は矢印Ｘ２方向に回転し、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２から左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２へ、ポート２９ｍ、右心用連通路２９、第２ポート５３、ポンプ室５１、第１ポート５２、左心用連通路１９，ポート１９ｍを介して矢印Ｐ２方向にオイルを流す。また第２ポンプ要素３５は、中間チャンバ４０の第１中間チャンバ４２からポート４９ｍ、中間連通路４９，第３ポート５４、ポンプ室５１、第２ポート５２を介して、左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２へオイルを流す。
【００４３】
この結果、左心血液ポンプ１０のダイヤフラム１１は、図２に示すように血液拍出方向（矢印ＹＬ方向）に変形し、血液チャンバ１３の容積を小さくすると共にオイルチャンバ１２の容積を大きくする。この場合、大動脈ポート１８の逆止弁１５は開放して、左心血液ポンプ１０の血液チャンバ１３から大動脈ポート１８を経て生体の大動脈へ血液が流れ出す。左心房ポート１７の逆止弁１４は閉鎖した状態に維持される。このとき左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２の圧力は基本的には大動脈圧とほぼ同じである。
【００４４】
また図２に示すように、右心血液ポンプ２０においてはダイヤフラム２１は吸引方向（矢印ＸＲ方向）に変形し、オイルチャンバ２２の容積を小さくすると共に、血液チャンバ２３の容積を大きくする。このため右心房ポート２７の圧力応答式の逆止弁２４は開放し、生体の右心房から右心房ポート２７を介して右心血液ポンプ２０の血液チャンバ２３へ血液が吸入される。肺動脈ポート２８の逆止弁２５は、閉鎖した状態に維持される。このとき右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２の圧力は基本的には右心房圧とほぼ同じである。
【００４５】
更に、第１ポンプ要素３４が矢印Ｘ２方向に回転すると、これに連動して第２ポンプ要素３５が同方向（矢印Ｘ２方向）に回転するため、中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２のオイルを、中間連通路４９、第３ポート５４、ポンプ室５１、第１ポート５２、左心用連通路１９を介して、左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２に供給する。
【００４６】
上記したように左心血液ポンプ１０が拍出するときには、右心血液ポンプ１０からのオイルと中間チャンバ４０からのオイルとが双方の左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２に供給される。この結果、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２から左心血液ポンプ２０のオイルチャンバ１２に向けて吐出されるオイルの流量ＶＲ’よりも、左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２が受け取るオイルの流量ＶＬ’を増加させることができる（ＶＬ’＞ＶＲ’）。
【００４７】
このように本実施形態によれば、ＶＬ＞ＶＲの関係、ＶＬ’＞ＶＲ’の関係が満足されるため、左心血液ポンプ１０の血液の拍出量が右心血液ポンプ２０の血液の拍出量よりも多くなるように、血液流量を拍出させることができる。従って自然心臓のように、左心血液ポンプ１０の血液の拍出量が右心血液ポンプ２０の血液の拍出量よりも多くなるように、左心血液ポンプ１０と右心血液ポンプ２０とで流量差をつけることができ、生体に良好に適合することができる。
【００４８】
上記したように本実施形態によれば、一方向（矢印Ｘ１方向）に回転する第２ポンプ要素３５にポンプ作用より、左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２のオイルを強制的に中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２に逃がすことができる。また、他方向（矢印Ｘ２方向）に回転する第２ポンプ要素３５のポンプ作用により、中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２のオイルを強制的に左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２に戻すことができる。このように第２ポンプ要素３５のポンプ作用により中間チャンバ４０に対してオイルを強制的に移動させるため、中間チャンバ４０に対するオイルの移動が確実となり、しかも、オイルの移動速度が速くなり、応答性を高めることができる。よって、単位時間当たり拍出回数が高いときであっても、つまり、拍出動作が速いときであっても、本実施形態に係る人工心臓装置は良好に対応することができる。
【００４９】
しかも本実施形態によれば、次のような優位性がある。使用者が運動する場合等のように人工心臓装置を高い拍動数で駆動する場合には、左心血液ポンプ１０，右心血液ポンプ２０を短い時間で拍出（または吸引）させなくてはならない。このように単位時間当たりの拍動数が高い場合には、人工心臓装置は、単位時間当たりの拍動数が低い場合よりも、回転体３３の回転数を上昇し、単位時間当たりにおけるオイルの移動流量を増加しようとする。
【００５０】
このとき径外側の第１ポンプ要素３４と径内側のポンプ要素３５は同一の回転数となるため、径外側の第１ポンプ要素３４による移動流量が増加すると、径内側のポンプ要素３５による移動流量も自動的に増加する。従って、径外側の第１ポンプ要素３４と径内側のポンプ要素３５との流量比率が基本的に維持され易くなる。従って、駆動条件に関わらず、拍出動作が速いときであっても、左心血液ポンプ１０の血液の拍出量を右心血液ポンプ２０の血液の拍出量よりも大きくするように、左心血液ポンプ１０と右心血液ポンプ２０との拍出の流量差を確実につくりだすことができ、単位時間当たりの拍動数が高い場合であっても、人工心臓装置の応答性を改善することができる。
【００５１】
本実施形態によれば、図１，図２に示すように、中間チャンバ４０は右心血液ポンプ１０に独立して設けられている。即ち、中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２は、右心血液ポンプ１０のオイルチャンバ２２に連通していない。従って中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２は、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２を介することなく、ポンプ要素３０の第３ポート５４に直接に繋がっており、更に、左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２に繋がっている。この場合、第２ポンプ要素３５により中間チャンバ４０に向けて（つまり、図１に示す矢印Ｐ３方向に向けて）送り出されたオイルは、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２を介することなく、直接的に中間連通路４９を経て中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２に供給される。また第２ポンプ要素３５が矢印Ｘ２方向に逆回転すると、中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２のオイルは、右心血液ポンプ１０を介することなく、第３ポート５４，ポンプ室５１を経て左心血液ポンプ１０側に供給される。このため中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２に供給されるオイルは、右心血液ポンプ２０の影響を直接受けることが抑制される。
【００５２】
本実施形態によれば、図１及び図２に示すように、第１ポンプ要素３４は共通の回転体３３において第２ポンプ要素３５よりも径外側に設けられており、第２ポンプ要素３５は共通の回転体３３において第１ポンプ要素３４よりも径内側に設けられている。このため、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２に繋がる第１ポンプ要素３４によるオイル移動量を、中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２に繋がる第２ポンプ要素３５によるオイル移動量よりも多くすることができる。このため右心血液ポンプ２０による必要拍出量を確保することができ、右心血液ポンプ２０のダイヤフラム２１の拍出により右心血液ポンプ２０の肺動脈ポート２８から血液を送り出す量を確保するのに有利となる。
【００５３】
更に本実施形態によれば、左右血液ポンプ１０，２０の流量差調整について次のような優位性もある。
（右心血液ポンプ２０を拍出する場合）
図１から理解できるように、第１ポンプ要素３４には生体の肺動脈圧と左心房圧との差圧が負荷として作用する。そのため生体の肺動脈圧が上昇すると、血液拍出方向（図１に示す矢印ＹＲ方向）へのダイヤフラム２１の変形が抑えられ、ポンプ室５１から右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２へオイルが流れ込みにくくなる。逆に、生体の肺動脈圧が低下すると、血液拍出方向（図１に示す矢印ＹＲ方向）へのダイヤフラム２１の変形性が高まり、ポンプ室５１から右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２へオイルが流れ込み易くなる。ここで、第２ポンプ要素３５には中間チャンバ４０の第２中間チャンバ室４３のリザーバ圧と左心房圧の差圧とが負荷として作用する。中間チャンバ４０のリザーバ圧の大きな変動は抑えられているため、中間チャンバ４０へのオイルの流入性はあまり変わらない。
【００５４】
以上の関係から、生体の肺動脈圧が上昇すると、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２よりも、中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２へオイルが流れ込み易くなる。この結果、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２へ流れ込むオイルが自動的に減るため、右心血液ポンプ２０による拍出血液量は減少し、左心血液ポンプ１０と右心血液ポンプ２０との拍出血液の流量差が拡大する。このように肺動脈圧が上昇しようとすると、右心血液ポンプ２０から生体の肺動脈へ流れ出す血液が減るため、肺動脈圧の上昇は改善される。
【００５５】
逆に、生体の肺動脈圧が低下すると、血液拍出方向（図１に示す矢印ＹＲ方向）へのダイヤフラム２１の変形が増加され、中間チャンバ４０のオイルチャンバ４２よりも、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２へオイルが流れ込み易くなる。右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２へ流れ込むオイルが増えるため、右心血液ポンプ２０の拍出血液量は増加し、左心血液ポンプ１０と右心血液ポンプ２０との拍出血液の流量差が減少する。このように肺動脈圧が低下しようとすると、右心血液ポンプ２０から生体の肺動脈へ流れ出す血液が増えるため、生体の肺動脈圧の低下は改善される。
【００５６】
（左心血液ポンプ１０を拍出する場合）
図２から理解できるように、第１ポンプ要素３４には大動脈圧と右心房圧の差圧が負荷として作用する。そのため生体の右心房圧が上昇すると、ダイヤフラム２１が矢印ＸＲ方向に変形し易くなり、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２からオイルが流れ出し易くなる。これに対して生体の右心房圧が低下すると、ダイヤフラムが矢印ＸＲ方向に変形しにくくなり、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２からオイルが流れ出しにくくなる。また、第２ポンプ要素３５には大動脈圧と中間チャンバ４０の第２中間チャンバ室４３のリザーバ圧との差圧が負荷として作用する。中間チャンバ４０のリザーバ圧はあまり変動しないため、中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２からのオイルの流出性はあまり変わらない。以上の関係から、生体の右心房圧が上昇すると、中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２よりも、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２からオイルがポンプ室５１に流れ出し易くなる。従って、右心血液ポンプ２０から左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２へ流れ込むオイルが増えるため、右心血液ポンプ２０の血液吸引量は増加し、左心血液ポンプ１０と右心血液ポンプ２０との拍出血液の流量差が減少する。このように右心房圧が上昇しようとすると、右心房から右心血液ポンプ２０へ流れ込む血液が増えるため、生体の右心房圧の上昇は改善される。
【００５７】
逆に、生体の右心房圧が低下すると、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２よりも中間チャンバ４０の第１中間チャンバ室４２からポンプ室５１にオイルが流れ出し易くなる。従って、右心血液ポンプ２０のオイルチャンバ２２から左心血液ポンプ１０のオイルチャンバ１２へ流れ込むオイルが減るため、右心血液ポンプ２０の血液チャンバ２３の血液吸引量は減少し、左心血液ポンプ１０と右心血液ポンプ２０との流量差が拡大する。このように右心房圧が低下せんとすると、生体の右心房から右心血液ポンプ２０へ流れ込む血液が減るため、右心房圧の低下は改善される。
【００５８】
換言すると、生体側の状態が変化して肺循環に血液が溜まっても、それに伴う肺動脈圧の上昇や右心房圧の低下から左心血液ポンプ１０と右心血液ポンプ２０との拍出の流量差を自動的に拡大し、肺循環の状態を正常に戻すことができる効果を期待できる。逆に、肺循環の血液が不足した場合には、それに伴う肺動脈圧の低下や右心房圧の上昇から左心血液ポンプ１０と右心血液ポンプ２０との拍出の流量差を自動的に減少し、肺循環の状態を正常に戻すことができる効果を期待できる。
【００５９】
なお以上の効果は、肺循環に使用している第１ポンプ要素３４に、もうひとつの第２ポンプ要素３５を追加するというコンセプトに基づくものである。しかし単純に別のポンプ要素を追加する場合には、ポンプ要素だけでなくモータや駆動制御回路も追加する必要がある。この点本実施形態によれば、第１ポンプ要素３４及び第２ポンプ要素３５を同軸的に共通の回転体３３に設けているため、小型化に貢献できる。更に、第１ポンプ要素３４及び第２ポンプ要素３５に共通すると共に第１ポンプ要素３４及び第２ポンプ要素３５を連動させる共通の駆動モータ５６を備えている。このように第１ポンプ要素３４及び第２ポンプ要素３５は共通の駆動モータ５６により回転されるため、小型化に一層貢献でき、小型・軽量化を求められる生体埋込型の人工心臓装置にとっては非常に有利なものである。
【実施形態２】
【００６０】
図４,図５は本発明の実施形態２を示す。図４は全体構成を示す。図５は要部構成を示す。本実施形態の人工心臓装置は生体の外において設置されるタイプであり、生体への血液の拍出及び吸引を行う左心血液ポンプ１００と、血液の拍出及び吸引を行う右心血液ポンプ２００と、左心血液ポンプ１００と右心血液ポンプ２００との間に設けられたポンプ要素３００とを具備する。ポンプ要素３００が一方向（矢印Ｘ１方向）へ駆動することにより、ポンプ要素３００のオイルを一方向（矢印Ｐ１方向）に移動させて右心血液ポンプ２００から血液を拍出させる。また、ポンプ要素３００が他方向（矢印Ｘ２方向）へ駆動することにより、ポンプ要素３００のオイルを他方向（矢印Ｐ２方向）に移動させて左心血液ポンプ１００から血液を拍出させる。
【００６１】
図４に示すように、左心血液ポンプ１００は、血液を出し入れ可能に収容する血液チャンバ１３０と気体を収容する気体チャンバ１２０とに仕切るダイヤフラム１１０と、生体の大動脈に繋がる大動脈ポート１８０と、生体の左心房に繋がる左心房ポート１７０とをもつ。気体としては空気、ヘリウムガスを例示できる。
【００６２】
右心血液ポンプ２００は、血液を出し入れ可能に収容する血液チャンバ２３０と気体を収容する気体チャンバ２２０とに仕切るダイヤフラム２１０と、生体の肺動脈に繋がる肺動脈ポート２８０と、生体の右心房に繋がる右心房ポート２７０とをもつ。
【００６３】
図４に示すように、ポンプ要素３００と左心血液ポンプ１００との間には、左心用アイソレータ５００が介在している。左心用アイソレータ５００は、気体を出し入れ可能に収容する気体チャンバ５１０とオイルを出し入れ可能に収容するオイルチャンバ５２０とに仕切るダイヤフラム５３０を有する。左心用アイソレータ５００の気体チャンバ５１０は、左心血液ポンプ１００の気体チャンバ１２０に連通路５１０ｋを介して連通しており、開閉弁１９０に繋がる。
【００６４】
左心用アイソレータ５００においては、気体チャンバ５１０の圧力を検知する圧力センサ５４０、オイルチャンバ５２０の圧力を検出する圧力センサ５５０が設けられている。圧力センサ５４０，５５０の検知信号は制御装置８００に入力される。圧力センサ５４０，５５０の検知信号に基づいて、制御装置８００は開閉弁１９０を制御できるため、左心用アイソレータ５００の気体チャンバ５１０の初期圧力を調整することができる。
【００６５】
図４に示すように、ポンプ要素３００と右心血液ポンプ２００との間には、右心用アイソレータ６００が介在している。右心用アイソレータ６００は、気体を出し入れ可能に収容する気体チャンバ６１０とオイルを出し入れ可能に収容するオイルチャンバ６２０とに仕切るダイヤフラム６３０を有する。右心用アイソレータ６００の気体チャンバ６１０は、連通路６１０ｋを介して右心血液ポンプ２００の気体チャンバ２２０に連通しており、開閉弁２９０に繋がる。
【００６６】
右心用アイソレータ６００においては、気体チャンバ６１０の圧力を検知する圧力センサ６４０、オイルチャンバ６２０の圧力を検出する圧力センサ６５０が設けられている。圧力センサ６４０，６５０の検知信号は制御装置８００に入力される。圧力センサ６４０，６５０の検知信号に基づいて、制御装置８００は開閉弁２９０を制御できるため、左心用アイソレータ６００の気体チャンバ６１０の初期圧力を調整することができる。
【００６７】
本実施形態においても、実施形態１と同様に、図５に示すように、ポンプ要素３００のポンプ室５１の第３ポート５４に繋がる中間チャンバ４００が設けられている。図５に示すように、中間チャンバ４００は、殻体４００ａの中空室４００ｃに架設された可撓性をもつダイヤフラム４１０を有し、ダイヤフラム４１０によって中空室４００ｃを第１中間チャンバ室４２０及び第２中間チャンバ室４３０に仕切る。第２中間チャンバ室４３０は、気体を蓄圧室４５０ｍに蓄圧した密閉状の蓄圧容器４５０に連通する。第１中間チャンバ室４２０は、中間連通路４９０、第３ポート５４を介してポンプ要素３００のポンプ室５１に連通すると共に、流体であるオイルを出し入れ可能に収容する。
【００６８】
図５に示すように、ポンプ要素３００は、駆動源としての駆動モータ５６により矢印Ｘ1及びＸ２方向に回転可能な第１ポンプ要素３４と第２ポンプ要素３５とを有する。第１ポンプ要素３４は、左心血液ポンプ１００と右心血液ポンプ２００との間に設けられており、且つ、左心血液ポンプ１００と右心血液ポンプ２００との間において流体であるオイルを移動させる。また第２ポンプ要素３５は、左心血液ポンプ１００と中間チャンバ４００との間に設けられており、左心血液ポンプ１００と中間チャンバ４００との間において流体を移動させる。
【００６９】
図５に示すように、ポンプ要素３００の第１ポート５２は、左心用アイソレータ５００のオイルチャンバ５２０を介して左心血液ポンプ１００に繋がる。ポンプ要素３００の第２ポート５３は、右心用アイソレータ６００のオイルチャンバ６２０を介して右心血液ポンプ２００に繋がる。
【００７０】
さて駆動モータ５６が一方向（図５に示すＸ１方向）に回転すると、ポンプ要素３００のポンプ室５１のオイルは矢印Ｐ１方向に移動して右心用アイソレータ６００のオイルチャンバ６２０に供給され、オイルチャンバ６２０が増圧される。この結果、右心用アイソレータ６００のダイヤフラム６３０が矢印Ａ１方向に変形し、アイソレータ６００の気体チャンバ６１０の容積を小さくすると共に、その気体チャンバ６１０の気体が右心血液ポンプ２００の気体チャンバ２２０に供給され、気体チャンバ２２０が増圧されるため、右心血液ポンプ２００のダイヤフラム２１０が血液拍出方向（矢印ＹＲ方向）に拍出し、右心血液ポンプ２００の血液チャンバ２３０の血液が肺動脈ポート２８０から逆止弁２５を介して生体の肺動脈に拍出される。このとき逆止弁２４は閉鎖している。
【００７１】
この場合、上記したように駆動モータ５６が一方向（矢印Ｘ１方向）に回転し、ポンプ室５１のオイルは右心用アイソレータ６００のオイルチャンバ６２０に供給されるため、左心用アイソレータ５００のダイヤフラム５３０が矢印Ａ２方向に変形し、アイソレータ５００のオイルチャンバ５２０の容積を小さくすると共にアイソレータ５００の気体チャンバ５１０の容積を大きくする。これによりアイソレータ５００の気体チャンバ５１０が減圧されるため、左心血液ポンプ１００の気体チャンバ１２０の容積が小さくなるようにダイヤフラム１１０が吸引方向（矢印ＸＬ方向）に変形する。この結果、生体の左心房の血液が左心血液ポンプ１００の左心房ポート１７０から逆止弁１４を介して、左心血液ポンプ１００の血液チャンバ１３０に吸引される。このとき逆止弁１５は閉鎖されている。
【００７２】
これに対して駆動モータ５６が他方向（図５に示す矢印Ｘ２方向）に回転すると、ポンプ要素３００のポンプ室５１のオイルは矢印Ｐ２方向に移動し、左心用アイソレータ５００のオイルチャンバ５２０に供給され、左心用アイソレータ５００のダイヤフラム５３０が矢印Ｂ１方向に変形し、オイルチャンバ５２０の容積が大きくなると共に、アイソレータ５００の気体チャンバ５１０の容積が小さくなり気体チャンバ５１０が増圧される。これによりアイソレータ５００の気体チャンバ５１０の気体が左心血液ポンプ１００の気体チャンバ１２０に供給され、気体チャンバ１２０が増圧される。ひいては、左心血液ポンプ１００のダイヤフラム５３０が血液拍出方向（矢印ＹＬ方向）に拍出し、左心血液ポンプ１００の血液チャンバ１３０の血液が大動脈ポート１８０から逆止弁１５を介して生体の大動脈側に拍出される。
【００７３】
この場合、上記したように駆動モータ５６が他方向（矢印Ｘ２方向）に回転するため、ポンプ室５１のオイルは左心用アイソレータ５００のオイルチャンバ５２０に供給されると共に、右心用アイソレータ６００のダイヤフラム６３０が矢印Ｂ２方向に変形するため、右心血液ポンプ２２０のダイヤフラム２１０が吸引方向（矢印ＸＲ方向）に変形し、血液チャンバ２３０が減圧される。ひいては生体の血液が右心房ポート２７０から逆止弁２４を介して、右心血液ポンプ２００の血液チャンバ２３０に吸引される。
【００７４】
本実施形態によれば、ポンプ室５１のオイル圧をアイソレータ５００，６００により気体圧に一旦変換させている点が、実施形態１に係る埋込型の人工心臓装置と異なるが、基本構造は実施形態１に係る埋込型の人工心臓装置と同様である。
【００７５】
本実施形態によれば、右心血液ポンプ２００を拍出させて右心血液ポンプ２００の肺動脈ポート２８０から逆止弁２５から血液を生体の肺動脈に送り出すときには、第１ポンプ要素３４は左心血液ポンプ１００側のオイル（アイソレータ５００のオイルチャンバ５２０のオイル）を右心血液ポンプ２００側のアイソレータ６００に向けて矢印Ｐ１方向に供給すると共に、第２ポンプ要素３５０は左心血液ポンプ１００側のオイルを矢印Ｐ３方向（図５参照）に向けて中間チャンバ４００の第１中間チャンバ室４２０に供給する。これにより左心血液ポンプ１００側から吐出されるオイルは、右心血液ポンプ２００側及び中間チャンバ４００側に分配される。
【００７６】
よって、左心血液ポンプ１００側のアイソレータ５００から右心血液ポンプ２００側のアイソレータ６００に向けて吐出されるオイル流量ＶＬよりも、右心血液ポンプ２００側のアイソレータ６００が受け取るオイルの流量ＶＲを減少させることができる（ＶＬ＞ＶＲ）。
【００７７】
これに対して左心血液ポンプ１００を拍出させて左心血液ポンプ１００の大動脈ポート１８０、逆止弁１５から生体の大動脈に血液を送り出すときには、第１ポンプ要素３４は右心血液ポンプ２００側のオイルを矢印Ｐ２方向に向けて左心血液ポンプ１００側のアイソレータ５００のオイルチャンバ５２０に供給すると共に、第２ポンプ要素３５は中間チャンバ４００の第１中間チャンバ室４２０のオイルを左心血液ポンプ１００側のアイソレータ５００のオイルチャンバ５２０に供給する。これにより実施形態１と同様に、右心血液ポンプ２００から供給されるオイルと中間チャンバ４００から供給されるオイルとが、左心血液ポンプ１００側のアイソレータ５００のオイルチャンバ５２０において合流する。
【００７８】
この結果、右心血液ポンプ２００側のアイソレータ６００から左心血液ポンプ１００側のアイソレータ５００に向けて吐出されるオイルの流量ＶＲ’よりも、左心血液ポンプ１００側のアイソレータ５００が受け取るオイルの流量ＶＬ’を増加させることができる（ＶＬ’＞ＶＲ’）。
【００７９】
この結果本実施形態によれば、左心が右心よりも多くの血液流量を拍出させる自然心臓のように、左心血液ポンプ１００から拍出される血液量が右心血液ポンプ２００から拍出される血液量よりも多くなるように、左心血液ポンプ１００と右心血液ポンプ２００とで流量差をつけることができる。
【００８０】
本実施形態においても、実施形態１と同様に、第２ポンプ要素３５により左心血液ポンプ１００側のアイソレータ５００のオイルを強制的に中間チャンバ４００に逃がすことができる。また、第２ポンプ要素３５により中間チャンバ４００のオイルを強制的に左心血液ポンプ１００側のアイソレータ５００に戻すことができる。よって、単位時間当たり拍出回数が高いとき、つまり、拍出動作が速いときであっても、オイルの出し入りを高速に行うことができ、良好に対応することができる。
【実施形態３】
【００８１】
図６は実施形態３を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。但し、中間チャンバ４０の第２中間チャンバ室４３は大気に連通している。この場合、蓄圧容器４５を廃止できるため、小型化に有利である。
また大気は常に一定圧であるため、中間チャンバ４０のリザーバ圧を一定圧にでき、中間チャンバ４０のオイルの流入、流出をより効果的に行うことが可能となる。
【００８２】
(その他)
実施形態１に係る人工心臓装置は生体に埋設されるものであるが、これに限らず、生体の外方に設置して使用されるものでも良い。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更して実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は生体に使用される血液供給装置として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】実施形態１に係り、右心血液ポンプを拍出させる状態の概念を模式的に示す概念図である。
【図２】実施形態１に係り、左心血液ポンプを拍出させる状態の概念を模式的に示す概念図である。
【図３】実施形態１に係り、ポンプ要素付近の概念を模式的に示す断面図である。
【図４】実施形態２に係り、人工心臓装置の概念を模式的に示す概念図である。
【図５】実施形態２に係り、人工心臓装置に係るポンプ要素の概念を模式的に示す概念図である。
【図６】実施形態３に係り、人工心臓装置の概念を模式的に示す概念図である。
【図７】従来技術に係る人工心臓装置を模式的に示す概念図である。
【符号の説明】
【００８５】
図中、１０は左心血液ポンプ、１１はダイヤフラム、１２はオイルチャンバ、１３は血液チャンバ、２０は右心血液ポンプ、２１はダイヤフラム、２２はオイルチャンバ、２３は血液チャンバ、３０はポンプ要素、３３は回転体、３４は第１ポンプ要素、３５は第２ポンプ要素、５６は駆動モータ（駆動源）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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